Üretilen Betonların Özellikleri

Çelik lif katkısının tekrarlı yük etkisindeki geleneksel ve yüksek performanslı betonarme kolonların davranışlarına etkisinin incelenmesi amacıyla gerçekleştirilen bu çalışma kapsamında üretilen deney numunelerinden her bir seriden alınan üçer adet 150mm çapında 300mm yüksekliğindeki standart silindir numuneler üzerine 300 tonluk press yardımı basınç deneyleri gerçekleştirilmiştir. Deneylerin yapıldığı 3000 kN’luk press Şekil 44’te, gerçekleştirilen basınç deneyi sonuçları Tablo 20’de verilmiştir.

Tablo 20. Standart silindir numuneler üzerinde yapılan basınç deneyi sonuçları

Geleneksel betonlar Yüksek performanslı

betonlar Seri no ^{OC 1 OC 2 OC 3 OC 4 HSC 1 HSC 2 HSC 3 HSC 4} Ortalama basınç dayanımı (MPa) 33,4 35,7 37.4 34.4 66.5 70.2 76.5 67.2

Bu tablodan görüldüğü gibi lifsiz olarak üretilen geleneksel betonların (OC1) ortalama basınç dayanımı 33,4 MPa, hacimce %0.5 çelik lif kullanılarak üretilen geleneksel betonların ortalama basınç dayanımı 35,7 MPa, hacimce %1 çelik lif kullanılarak üretilen betonların ortalama basınç dayanımı 37,4 MPa ve hacimce %1.5 oranında çelik lif kullanılarak üretilen betonlarınki ise 34.4 MPa olarak elde edilmiştir. Bu sonuçlara göre geleneksel betonlarda hacimce % 0.5, %1 ve %1.5 oranında çelik lif kullanılarak üretilen betonların ortalama basınç dayanımında, lifsiz olarak üretilen betonların ortalama basınç dayanımına göre sırasıyla %7, %12 ve %3 oranında bir artış edildiği görülmektedir.

Lifsiz betona göre en büyük artış %1 oranında çelik lif kullanılarak üretilen betonda meydana gelmiştir. Çelik lif oranının %1 den daha fazla olması durumunda basınç dayanımında lifsiz betona göre belirli bir artış olmakla beraber diğer lif oranlarına göre belirgin bir azalma meydana gelmiştir. Bu da çelik liflerin beton içinde topaklaşarak boşluk oluşturmasından kaynaklanmaktadır. Lifli betonlarla ilgili yapılan bazı çalışmalarda [29,33,42,66] bu sonuçları desteklemektedir.

Bu çalışma kapsamında hacimce % 0.5 çelik lif katılarak üretilen yüksek performanslı betonun ortalama basınç dayanımı lifsiz betona göre %6, %1 çelik lif kullanılarak üretilen yüksek performanslı betonun ortalama basınç dayanımına göre %15 ve %1.5 çelik lif katılarak üretilen yüksek performanslı betonun ortalama basınç dayanımına göre ise %1 oranında büyük olarak elde edilmiştir.

Çelik lif, yüksek performanslı betonlarda da çelik lif katkısının geleneksel betonlarda olduğu gibi maksimum basınç dayanımına etkisi, %1 lif oranında en büyük değerini almaktadır. Lif katkısının bu orandan daha büyük olması durumunda çelik lifin beton basınç dayanımına etkisi önemsenmeyecek kadar küçüktür. Bu çalışma kapsamında

üretilen geleneksel ve yüksek performanslı betonlarda lif katkısının beton basınç dayanımına etkisi en fazla %15 düzeyinde kalmıştır.

Çelik lif katkısının tekrarlı yük etkisindeki geleneksel ve yüksek performanslı betonarme kolonların davranışlarına etkisinin incelenmesi amacıyla gerçekleştirilen bu çalışma kapsamında deney düzeneği yardımıyla kolonlara uygulanan tekrarlı yüklerden elde edilen maksimum yük ile bu yüke karşılık gelen kolon tabanındaki maksimum moment ve kolon uç noktalarındaki yerdeğiştirmeler Tablo 21’de verilmiştir.

Tablo 21. Elde edilen maksimum yükler ile bu yüke karşılık gelen maksimum moment ve yerdeğiştirmeler Seri no _{OC 1 OC 2 OC 3 OC 4 HSC 1 HSC 2 HSC 3 HSC 4} Uygulanan max. yük (kN) ^{48.8 53.1 56.7 60.3 47.6 48.8 49.4 48.7} Max. moment (kN mm) 2342.4 2548.8 2721.6 2894.4 2284.8 2313.6 2371.2 2337.6 Max. yerdeğiştirme (mm) ^{46.2 49.5 54.3 58.25 38.94 40.2 52.26 53.25}

Bu tablodan da görüleceği gibi lifsiz üretilen geleneksel betonarme kolana (OC1) uygulanan tekrarlı yük sonunda elde edilen maksimum yatay yük 48.8 kN olmuştur. Kolon uç noktasında meydana gelen yerdeğiştirmeler ise 46.2 mm dir. %0.5 çelik lif katılarak üretilen geleneksel betonarme kolonun (OC2) maksimum yatay yükü lifsiz üretilen betonarme kolonun yatay yükünden %9 daha büyük uç noktasının yatay yerdeğiştirmesi ise %7 daha büyük elde edilmiştir.

Çelik lif katkısının %1 olması durumunda (OC3) lifsiz olana göre uygulanan yatay yük %16 uç noktasının yer değiştirmesi ise %18 daha büyüktür. Geleneksel betonarme kolonlarda lif katkısının %1.5 olması durumunda (OC4) uygulanan yatay yükte %24, uç noktasının yerdeğiştirmesi ise %26 oranında daha büyük elde edilmiştir. Geleneksel betonarme kolonların tekrarlı yük altındaki davranışlarına çelik lif etkisini incelemek amacıyla gerçekleştirilen bu çalışmada çelik lif oranı arttıkça uygulanan yatay yük seviyesinde de artış gözlenmiştir.

Bu artış çelik lif oranının %0.5 olması durumunda %9 iken çelik lifin %0.5’ ten %1’ e çıkarılması durumunda %7 oranında %1.5’e çıkarılması durumunda ise %6 oranında artış olmuştur. Buradan da görüldüğü gibi artış oranı lif oranı arttıkça azda olsa bir azalma göstermektedir.

Kolon uç noktalarının yerdeğiştirmesi lif oranına bağlı olarak artmakta ve ya geleneksel betonarme kolonların lifsiz betonarme kolona göre daha sünek davranışını sağladığı gibi betonarme kolonlarda oluşan çatlakların açılmasını önleyerek çatlakların kolon boyunca yayılmasını sağlamışlardır. Lifsiz olarak üretilen geleneksel betonarme bir kolonun tekrarlı yük altında meydana gelen kırılma şekline örnekler Şekil 45’te görülmektedir.

Şekil 45. Geleneksel betonarme kolonlara ait kırılma şekilleri

Yüksek performanslı betonarme kolonlarda çelik lif kullanılması durumunda uygulanan maksimum yatay yük 47.6 kN olarak elde edilmiştir. Çelik lif katkısının %0.5 olması durumunda (HSC2) uygulanan yatay yükte lifsiz yüksek performanslı betonarme kolona göre (HSC1) %1 oranında uç noktasının yerdeğiştirmesi ise %3 oranında daha büyük olmuştur.

Çelik lif katkısının %1 oranında olması durumunda (HSC3) uygulanan yükte %4 oranında, uç noktasının yerdeğiştirmesinde de %34 oranında bir artış gözlenmiştir. Çelik

lif katkısının %1.5 olması durumunda (HSC4) ise yatay yükte artış oranı %2 oranında kalırken uç noktasının yerdeğiştirmesi yaklaşık %37 oranında olmuştur. Yüksek performanslı betonarme kolonlarda çelik lif katkısının etkisi dayanım yönünden beklenilen düzeyde oluşmamıştır. Yüksek performanslı betonda çelik lif katkısı %1 den % 1.5’ e çıkarılması durumunda yatay yükte %1 oranında bir azalma meydana gelmiştir. Ancak uç ormanslı betonarme kolonlara ait kırılma şekilleri örnek olarak Şekil 46’da erilmektedir.

noktasının yerdeğiştirmesini büyük oranda arttırmıştır. Yüksek perf

Bu şekillerden de görüldüğü gibi çelik lif yüksek performanslı betonlarda da çatlak sayılarını arttırmakta dolayısıyla lifsiz betonarme kolonlara göre de daha sünek davranış göstermesini sağlamaktadır.

Çelik lif katkısının tekrarlı yükleme altında geleneksel ve yüksek performanslı kolonların davranışına etkisinin incelenmesi amacı ile gerçekleştirilen bu çalışmada uygulanan yatay yük ile yerdeğiştirme oranı arasındaki ilişkilere ait örnekler geleneksel betonlar için Şekil 47’de yüksek performanslı betonlar için Şekil 48’de verilmiştir.

Tekrarlı Yükler Altında Yük-Deplasman Grafiği

-50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 60 -50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 Deplasman (mm) Y ük ( kN )

Tekrarlı Yükler Altında Yük-Deplasman Grafiği -60 -50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 -50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 Deplasman ( mm ) Y ük ( kN )

Şekil 48. Yüksek performanslı betonarme kolonlara ait tipik yatay yük – yerdeğiştirme ilişkisi

Deney sonuçlarına göre çelik lif katkısı, yüksek performanslı betonarme kolonlara göre daha sünek davranış gösteren geleneksel betonarme kolonlarda daha etkili olmuştur. Bunun nedeni tekrarlı yük etkisinde betonarme kolonun çatlamasından sonra yatay yükün lif ve donatılar tarafından karşılanması olarak değerlendirilmektedir. Daha gevrek davranış gösteren yüksek performanslı betonarme kolonlarda ise ilk çatlamadan sonra ani ve gevrek bir kırılma davranışı meydana gelmiş, uygulanan yatay yük boyuna donatı tarafından karşılanırken çelik liflerin katkısı yeterli düzeyde olmamıştır. Yüksek performanslı betonların üretimine su/çimento oranının düşük olması nedeniyle çelik liflerin beton içerisinde üniform dağılmadığı, topaklaşmaların olduğu gözlemlenmiştir. Çelik lif katkısının yüksek performanslı betonarme kolonlarda etkisinin az olmasının nedeni çelik liflerin beton içerisinde üniform dağılmaması ve topaklaşmasından kaynaklandığı düşünülmektedir. Geleneksel betonlarda su/çimento oranı yüksek olması (0.60) nedeniyle çelik liflerde herhangi bir topaklaşma gözlenmemiştir